[发明专利]一种丙交酯和ε‑己内酯的共聚方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物技术领域，尤其涉及一种丙交酯和ε-己内酯的共聚方法。

背景技术

聚酯材料因其良好的生物相容性和可降解性而受到广泛关注，丙交酯(LA)与ε-己内酯(ε-CL)的共聚反应也一直是脂肪族聚酯材料的研究热点。研究发现，通过丙交酯与ε-己内酯进行共聚可以改善单一聚合物在材料性能方面的缺陷，使它们优势互补，得到具有良好的生物降解速率和渗透性的材料(Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,9244–9246)。目前所研究的大部分金属络合物催化剂催化ε-CL聚合反应的速率均显著快于LA聚合的速率，甚至达到几倍至几十倍，但用于催化共聚反应时这两种单体的竞聚率却是r_CL<1<<r_LA，所以要实现丙交酯与ε-己内酯的无规共聚还是很困难的(Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,9088–9091)。

早期的共聚反应一般是以烷基铝或烷基锌为催化剂，在熔融状态下催化丙交酯与ε-己内酯共聚。除了烷基铝或烷基锌外，Darensbourg课题组于2010年报道了三齿酚亚胺锌络合物，在110℃下熔融聚合，得到L-LA/ε-CL的无规共聚物，通过调节单体投料比可实现对共聚物组分及T_g的调节(-67～60℃)，但丙交酯的聚合物速率明显快于ε-己内酯，故聚合物中的丙交酯和ε-己内酯链节含量并不与单体的投料量一致(Macromolecules 2010,43,8880–8886)。

2013年，Schafer课题组报道了吡啶酚类钛络合物，其催化L-LA/ε-CL共聚所得聚合物中ε-CL与丙交酯的摩尔比为52/48，L_CL＝1.9，L_LA＝2.9；而酰胺类钛络合物聚合所得共聚物无规度则更差(Chem.Commun.2013,49,57–59)。2014年，Milione课题组报道了硫醚酚类钛、锆烷氧基络合物用于L-LA/ε-CL的共聚研究，其共聚物中ε-己内酯与丙交酯单元的平均链节长度分别为L_CL＝1.7、2.9和L_LA＝4.2、2.5，聚合物链的无规度较差(Macromolecules 2014,47,2830-2841)。现有技术中丙交酯与ε-己内酯共聚反应的方法很多，但是均无法使得丙交酯与ε-己内酯的投料比和共聚物中两种单体单元的比例一致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙交酯和ε-己内酯的共聚方法，使得丙交酯与ε-己内酯的投料比和共聚物中两种单体单元的比例一致。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种丙交酯和ε-己内酯的共聚方法，包括以下步骤：

将丙交酯和ε-己内酯在salen铝催化剂催化条件下进行共聚反应；

所述salen铝催化剂为单核的salen铝催化剂或双核的salen铝催化剂；

所述单核的salen铝催化剂具有式(I)所示结构：

所述式(I)中：

所述R¹～R⁴独立地选自氢，C₁～C₁₂直链、支链或环状结构的烷基，C₇～C₂₀单芳基取代或多芳基取代的烷基，以及卤素中的一种；

所述R⁵代表氢，C₁～C₆直链、支链或环状结构的烷基，以及卤素中的一种；

所述R⁶代表C₁～C₆直链或支链结构的烷基，C₁～C₆直链或支链结构的烷氧基，C₇～C₂₀单芳基取代或多芳基取代的烷基醇；

所述双核的salen铝催化剂具有式(II)所示结构：

所述式(II)中：

所述R¹～R⁴独立地选自氢，C₁～C₁₂直链、支链或环状结构的烷基，C₇～C₂₀单芳基取代或多芳基取代的烷基，以及卤素中的一种；